Хотя операция по удалению катаракты является эффективным методом лечения, ее стоимость и отсутствие хорошо обученных хирургов ограничивают ее доступность во многих частях мира, что делает катаракту основной причиной слепоты.Белок, находящийся в центре исследования, альфа-кристаллин, является основным структурным белком, который в здоровых условиях образует прозрачную решетку в хрусталике.
Он также действует как шаперон, связываясь с другими белками хрусталика, которые начинают неправильно складываться, что стабилизирует их и удерживает от слипания. Мы рождаемся с ограниченным количеством альфа-кристаллина, что не представляет проблемы в наши ранние годы.
Однако со временем этот запас альфа-кристаллина уменьшается, и его может быть недостаточно, чтобы идти в ногу с развернутыми белками, которые накапливаются в хрусталике с возрастом, сказал ведущий исследователь исследования доктор Мануэль Б. Датилс, III. врач и старший клинический исследователь в NEI.Доктор Датилс и доктор Уолтер Дж. Старк, профессор и руководитель программы по лечению катаракты и заболеваний роговицы Глазного института Уилмера, изучили эту потерю альфа-кристаллина с течением времени, измеряя уровни белка каждые шесть месяцев среди 45 человек в возрасте От 34 до 79, (66 глаз).
Все участники обращались за офтальмологическим обследованием или лечением с подозрением на катаракту.В среднем через 19 месяцев исследователи обнаружили, что прогрессирование катаракты было гораздо более быстрым в линзах с самым низким исходным уровнем альфа-кристаллина или более высокой скоростью потери белка альфа-кристаллина по сравнению с линзами с самым высоким исходным уровнем альфа-кристаллина. альфа-кристаллин или самые медленные темпы потери. По прогнозу исследователей, люди с самым низким исходным уровнем белка будут подвергаться наибольшему риску хирургической операции по удалению катаракты в течение четырех лет.Исследователи измеряли и контролировали уровни альфа-кристаллина с помощью оптоволоконной технологии, называемой динамическим светорассеянием, которая изначально была разработана для проведения экспериментов по физике жидкостей в космосе.
Доктор Датилс сотрудничал с доктором Рафатом Ансари, физиком, и его командой из Исследовательского центра Джона Х. Гленна Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) в Кливленде, штат Огайо, чтобы адаптировать устройство, чтобы они могли неинвазивно обнаруживать альфа-кристаллин в живой человек. До этой разработки единственным способом изучения белков хрусталика было измельчение иссеченного хрусталика в лаборатории. Обычное оборудование для проверки зрения, такое как щелевая лампа, не может измерять белки в хрусталике, а просто показывает, является ли хрусталик прозрачным или мутным.
Полученные данные помогают ученым лучше понять, как формируется катаракта, и предлагают потенциальные цели для новых методов лечения. Альфа-кристаллин, по-видимому, истощается в процессе действия в качестве шаперона, поэтому его добавление до того, как его уровень станет слишком низким, может быть жизнеспособной стратегией профилактики. Но поскольку белок альфа-кристаллин сам по себе слишком велик, чтобы его можно было доставить через глазные капли, исследователи, финансируемые Национальным институтом здравоохранения, пытаются идентифицировать части альфа-кристаллина, которые могут действовать как своего рода мини-шаперон с аналогичным эффектом против катаракты. Динамическое рассеяние света также может быть использовано для изучения эффекта некоторых новых потенциальных лекарств от катаракты, которые, как недавно сообщалось, обращают вспять катаракту у животных и линзы в культуре тканей, когда эти лекарства готовы для испытаний на людях в офтальмологической клинике.
По словам Датилза, динамическое рассеяние света также может быть полезно в клинических испытаниях новых лекарств, которые вызывают катаракту во время доклинических испытаний на безопасность животных. Это также может помочь в более раннем обнаружении других глазных заболеваний, таких как пресбиопия, явление за сорок с лишним лет, когда задачи, требующие зрения крупным планом, становятся трудными, поскольку хрусталик становится жестким и не может фокусировать свет так же эффективно, как раньше. Предварительные данные лабораторных исследований человеческого хрусталика предполагают, что альфа-кристаллины участвуют в пресбиопии.Хотя метод динамического рассеяния света в настоящее время используется только для исследований, Датилс сказал, что он может представить его использование в будущей клинической практике как способ оценки риска развития катаракты и пресбиопии у людей.
Стоимость устройства должна значительно снизиться. Однако во многом так же, как уровни креатинина используются для мониторинга функции почек у людей с риском осложнений заболевания почек, если бы измерение альфа-кристаллина стало экономически целесообразным, это стало бы биомаркером для мониторинга состояния здоровья линзы, своего рода ранним предупреждением. система, что изменение образа жизни или другие вмешательства являются оправданными.